CN116847935A - 集合扁线加工品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
集合扁线加工品的制造方法包括：弯曲成形步骤，所述弯曲成形步骤将由具有绝缘膜的多个线材构成的集合线弯曲成形为预定的形状；扁平形状化步骤，所述扁平形状化步骤将在弯曲成形步骤中成形为预定的形状的集合线扁平形状化使截面成为扁平形状；和一体化步骤，所述一体化步骤将在扁平形状化步骤中扁平形状化的集合线的至少一部分通过热熔接一体化。
Description
技术领域
本发明涉及将捆绑的多个线材成形为线圈等的形状并进行扁线化而成的集合扁线加工品的制造方法。
背景技术
近年来，线圈中开始使用扁线以应对混合动力车和电动汽车的车载电机的高性能化。另外，以进一步提高线圈的占空系数和提高扭矩为目的，绕组的截面积有变大的倾向。但是，随着截面积的增大，存在涡流损耗增加的问题。作为应对该涡流损耗的对策，作为设置于电机的定子铁芯的线圈的导体，使用将多根漆包线线材一体化的集合线的方法备受关注。通过使用集合线，与单线相比，具有能够降低由于涡流的影响而产生的导体损耗(涡损耗)的优点。
以往，在车载电机用发夹线圈等的集合扁线加工品的制造中，首先，将多根漆包线线材(方线或圆线)直线状地延伸并集合。然后，将集合的多根漆包线线材成形为截面形状为方形的集合扁线。然后，使涂覆在漆包线线材的绝缘膜上的聚酰胺等的热熔接膜加热固化，制作集合扁线的弯曲用的直线母线(弯曲加工前的集合线)。然后，利用弯曲机(多弯曲机等)弯曲加工该集合扁线的母线，成形集合扁线的发夹线圈等的加工品。
另外，提出了在将多根漆包线线材捻合后，以截面成为扁平形状的方式成形而成的扁平绞合线的制造方法(例如，专利文献1)。
在专利文献1中记载的扁平绞合线的制造方法中，首先，准备多根自熔性漆包线作为线材。接着，将这些多根自熔性漆包线捻合，成为截面为圆形的圆形绞合线。最后，通过将该自熔性扁平绞合线间歇性地送入加热炉中，可以获得沿着长度方向每隔一定间隔交替地重复设置热熔接部和非热熔接部的构成的扁平绞合线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2000-90747号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述的现有的集合扁线加工品的制造中，由于使用加热固化的集合扁线进行弯曲加工，因此在成形需要弯曲成复杂形状的发夹线圈等的加工品时，存在漆包线线材的绝缘膜的破裂或损伤、导线的延伸引起的电阻值的增加、断线等而无法确保导线的可靠性的问题。
另外，在利用通过现有的集合扁线制造方法制造的集合扁线成形发夹线圈等的加工品的情况下，由于是细的漆包线线材的加热固化的集合体，因此在弯曲加工后，如图11所示，产生内周的导线与外周的导线的半径差，外周的导线无法承受拉伸会进入内周，而内周的导线由于不收缩而会向外逃逸，从而导致变形或压坏。此时，由于导线之间施加了非常杂乱的负荷，因此存在有可能导致绝缘膜的损坏或细导线断线的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种能够减轻由弯曲加工导致的施加在线材(导线)彼此之间的负荷的集合扁线加工品的制造方法。
本发明的另一个目的在于提供一种适于以低成本批量生产的集合扁线加工品的制造方法。
课题解决手段
根据本发明，集合扁线加工品的制造方法包括：弯曲成形步骤，所述弯曲成形步骤将由具有绝缘膜的多个线材构成的集合线弯曲成形为预定形状；扁平形状化步骤，所述扁平形状化步骤将在弯曲成形步骤中成形为预定形状的集合线扁平形状化使截面成为扁平形状；和一体化步骤，所述一体化步骤将在扁平形状化步骤中扁平形状化的集合线的至少一部分通过热熔接一体化。
在制造发夹线圈等的集合扁线加工品时，在通过热固性树脂或热塑性树脂的热熔接将集合线的至少一部分一体化之前，将集合线弯曲成形为预定的形状，通过使截面成扁平形状的扁平形状化，能够在弯曲成形时使单线容易在模具内相互无负荷地自由移动，并减轻由弯曲加工导致的施加在导线(线材)彼此间的负荷，能够避免漆包线线材的绝缘膜的破裂或损伤等的发生，最大限度地减少由于导线的延伸导致的电阻值的增加、断线的危险性，从而确保电可靠性。
在弯曲成形步骤中，优选地，将所述集合线设置在具有四边形截面的槽的一侧的模具的槽中并弯曲成形为预定形状，在扁平形状化步骤中，用具有能够嵌合在槽中的凸部的另一侧的模具加压使集合线扁平形状化，并且在保持该状态下在一体化步骤中加热并一体化。
优选地，集合线是将具有绝缘膜的多个截面形状为圆形的圆线捻合而成的绞合线，并且是具有进一步覆盖绝缘膜周围的熔接膜的自熔接线。
优选地，绞合线的捻距在150mm以上。
优选地，还包括集合线形成步骤，所述集合线形成步骤形成集合具有绝缘膜的多个线材而成的集合线。
发明效果
根据本发明的集合扁线加工品的制造方法，将由具有绝缘膜的多个线材构成的集合线弯曲成形为预定的形状，将成形的集合线扁平形状化使截面成扁平形状之后，通过热固性树脂或热塑性树脂的热熔接将集合线的至少一部分一体化，能够在弯曲成形时使单线容易在模具内相互无负荷地自由移动，并减轻由弯曲加工导致的施加在导线(线材)彼此间的负荷，能够避免漆包线线材的绝缘膜的破裂或损伤等的发生，并且最大限度地减少由于导线的延伸而导致的电阻值的增加、断线的危险性，从而确保电可靠性。
附图说明
图1是示出在根据本发明的一个实施方式的集合扁线加工品的制造方法中制造发夹线圈的步骤的流程图。
图2是示意性地示出根据本发明的集合扁线加工品的制造方法的集合线形成步骤中形成的集合线的立体图。
图3是示出根据本发明的集合扁线加工品的制造方法的弯曲成形步骤、扁平形状化步骤以及一体化步骤中使用的成形模具以及集合线的一例的立体图。
图4是示出根据本发明的集合扁线加工品的制造方法的扁平形状化步骤中将集合线扁平形状化的状态的端视图。
图5是示出通过根据本发明的集合扁线加工品的制造方法制造的集合扁线加工品的一例的立体图。
图6是通过根据本发明的集合扁线加工品的制造方法制造的发夹线圈与通过现有的制造方法制造的发夹线圈的比较图。
图7是示意性地示出根据本发明的集合扁线加工品的制造方法的集合线形成步骤中形成的集合线的其他构成例的立体图。
图8是示意性地示出通过根据本发明的集合扁线加工品的制造方法制造的集合扁线加工品的其他例的立体图。
图9是示出通过根据本发明的集合扁线加工品的制造方法制造的集合扁线加工品的另一其他例的立体图。
图10是示出根据本发明的集合扁线加工品的制造方法的扁平形状化步骤以及一体化步骤中使用的成形模具以及制造的集合扁线加工品的其他构成例的立体图。
图11是示出通过现有的集合扁线加工品的制造方法制造的发夹线圈的弯曲部的图。
具体实施方式
下面，参考附图说明根据本发明的集合扁线加工品的制造方法的实施方式。
图1示出根据本发明的一个实施方式的集合扁线加工品的制造方法。图2示出在集合线形成步骤中形成的集合线。图3示出在成形步骤、弯曲成形步骤以及扁平形状化步骤中使用的成形模具以及配置的圆形集合线。图4示出在扁平形状化步骤中通过加压集合线被扁平形状化的状态，该图(A)示出加压前的成形模具以及集合线的端面的状态，(B)示出加压后的成形模具以及扁平形状化的集合线的端面。图5示出通过根据本发明的集合扁线加工品的制造方法制造的集合扁线加工品。
如图1所示，集合扁线加工品的制造方法包括：最初的集合线形成步骤(步骤S1)，所述集合线形成步骤集合具有绝缘膜的多个线材形成集合线；弯曲成形步骤(步骤S2)，所述弯曲成形步骤将在集合线形成步骤中形成的集合线弯曲成形为预定的形状；扁平形状化步骤(步骤S3)，所述扁平形状化步骤将在弯曲成形步骤中成形为预定的形状的集合线扁平形状化使截面成为扁平形状；一体化步骤(步骤S4)，所述一体化步骤通过加热热固性树脂(或者热塑性树脂)将在扁平形状化步骤中扁平形状化的集合线的至少一部分一体化。
在集合线形成步骤(步骤S1)中，集合并捻合具有绝缘膜的多根线材例如截面形状是圆形的漆包线10a而成的圆形绞合线成为集合线100a(参照图2)。其中，漆包线是例如φ0.2mm的100根在绝缘膜的表面具有由热固化树脂构成的热熔接膜的自熔接线。在捆扎多根漆包线线材的情况下，线材彼此的接触平滑，考虑到集合时的整合情况，圆线更稳定且有利。另外，在这种情况下，绞合线的捻距优选150mm以上。另外，在使用普通的圆形绞合线(成品)的情况下，在集合线形成步骤中，仅进行以所需长度切断的操作。因此，能够适于以低成本批量生产的集合扁线加工品的制造。另外，漆包线也可以在绝缘膜的表面具有热塑性树脂的涂层。
在弯曲成形步骤(步骤S2)中，将在上述集合线形成步骤中形成的集合线100a弯曲成形为预定的形状(例如发夹线圈形状)。其中，如图3所示，通过将直线状的集合线100a沿着下方的模具20A的四边形截面的槽20a弯曲设置，使集合线100a成形为U字型。另外，也可以在用多弯曲机等将集合线100a弯曲成形为U字型后，设置在下方的模具20A的四边形截面的槽20a中。
在扁平形状化步骤(步骤S3)中，将在上述的弯曲成形步骤中成形为预定的形状的集合线100a扁平形状化使截面成扁平形状。其中，例如，如图4(A)所示，在弯曲成形步骤中将圆形的集合线100a设置在下方的模具20A的四边形截面的槽20a中。然后，如图4(B)所示，用具有能够嵌合于槽20a的凸部20b的上方的模具20B从上方压入加压，将集合线100a扁平形状化。由此，形成集合线100b。
在一体化步骤(步骤S4)中，通过热固性树脂的加热固化将在上述的扁平形状化步骤中扁平形状化的集合线100b一体化。其中，例如，在使用在绝缘膜的表面具有由热固性树脂构成的热熔接膜的自熔接性的漆包线的情况下，在利用模具20A以及20B进行扁平形状化之后，在保持该状态下加热模具20A以及20B，通过热固性树脂的加热固化将集合线100b一体化。最后，冷却后取出集合扁线加工品100。图5示出将扁平形状化的集合线100b一体化而得到的集合扁线加工品100。如此，由于类似于注模的方法或设备，因此可以容易地实现量产。另外，通过使用自熔接性的漆包线，加热时熔接膜融化，集合线内部的空隙减少，从而能够提高热传导效率。
图6是通过根据本发明的集合扁线加工品的制造方法制造的发夹线圈与通过现有的制造方法制造的发夹线圈的比较，该图(A)示出通过本发明的集合扁线加工品的制造方法制造的发夹线圈与通过现有的制造方法制造的发夹线圈的弯曲部，(B)是通过本发明的集合扁线加工品的制造方法制造的发夹线圈的弯曲部的放大图。如图6所示，通过本发明的集合扁线加工品的制造方法制造的发夹线圈与通过现有的制造方法制造的发夹线圈相比，急剧弯曲的部分在弯曲加工后，不会出现以下情况，即：外周的导线通过拉伸进入内周，内周的导线由于不收缩而向外逃逸，从而发生变形，弯曲部的形状被压坏。
如上所述，在本实施方式的集合扁线加工品的制造方法中，形成将具有绝缘膜的多个线材集合而成的集合线100a，将所形成的集合线100a弯曲成形为预定的形状，将成形的集合线100a扁平形状化使截面成扁平形状之后，通过热固性树脂的加热固化将扁平形状化的集合线一体化，由此能够在提高占空系数的同时，在弯曲成形时使单线容易在模具内相互无负荷地自由移动，并减轻由弯曲加工导致的施加在导线彼此间的负荷，能够避免漆包线线材的绝缘膜的破裂或损伤等的发生，并且最大限度地减少由于导线的延伸而导致的电阻值的增加、断线的危险性，从而确保电可靠性。
另外，通过在集合线100a中使用圆形绞合线，能够实现适于以低成本批量生产的集合扁线加工品的制造。另外，通过使用捻距为150mm以上的绞合线，可以进一步提高占空系数。
另外，在上述的实施方式中，对集合线100的捻距为150mm以上的示例进行了说明，但本发明并不限于此。例如，作为集合线100a也可以使用普通的圆形绞合线。在这种情况下，由于捻距比较小，因此得到的集合扁线加工品的占空系数比捻距150mm以上的稍微低一些。
另外，在上述的实施方式中，对在集合线形成步骤中集合多个线材形成的圆形绞合线作为集合线100a使用的示例进行了说明，但本发明并不限于此。例如，也可以使用在集合线形成步骤中集合具有绝缘膜的多个线材而成的其他形状的集合线(参照图7)。
图7示出其他集合线的构成例。该图(A)是圆线扁形绞合线100c，(B)是将具有绝缘膜的多个圆线以直线状地延伸并使其并列集合而成的圆线圆形集合线100d，(C)是将具有绝缘膜的多个圆线以直线状地延伸并使其并列集合而成的圆线扁形集合线100e。在图7(A)所示的圆线扁形绞合线100c的情况下，虽然集合线形成加工困难，但是能够提高占空系数。在这种情况下，绞合线的捻距优选150mm以上。另外，在图7(B)以及(C)所示的圆线圆形集合线100d和圆线扁形集合线100e的情况下，在集合线形成步骤中，使具有绝缘膜的多个线材并列集合，通过用聚酯纤维TEFLON(注册商标)或树脂胶带卷绕、固定，能够形成集合线。另外，作为集合线，也可以使用将具有绝缘膜的多个方线以直线状地延伸并使其并列集合，并且用TEFLON(注册商标)或树脂带卷绕、固定而成的方线扁形集合线。
另外，在上述的实施方式中，对在扁平形状化步骤中使用具有3D形状的槽的模具的示例进行了说明，但本发明并不限于此。也可以使用具有2D形状的槽的模具。通过在模具的形状上下功夫，也可以加工其他形状的线圈。例如，在图8所示的在现有的集合线中不可能实现的在同一线圈内的相同截面积下的外形形状的变化成为可能。即，可以改变发夹线圈的起始部和端部的形状。图8(A)示出减小线圈的弯曲部分(线圈端部)的径向高度的例子。例如，在EV电机用的发夹线圈的情况下，由于槽内为通常的扁线形状，因此能够进行诸如抑制线圈端部的高度来减小电机整体的高度的设计。另外，图8(B)示出从发夹线圈的起始部朝向线圈的弯曲部分的厚度逐渐变薄的例子。这样，由于构成集合线的线材(单线)的直径和根数不变，因此能够不改变集合线整体的截面积，并阻止电阻值的变化，从而不影响线圈的电特性。
另外，在上述的实施方式中，对作为集合扁线加工品的发夹线圈的示例进行了说明，但本发明并不限于此。也可以适用于如图9所示的螺旋状线圈的集合扁线加工品100C。该集合扁线加工品100C被布线在设置于底板的槽中，能够作为无线充电用单元使用。通过使用螺旋状线圈的集合扁线加工品100C，与使用现有的圆线圆形绞合线的情况相比，能够使无线充电用单元薄型化，并且能够提高线圈的占空系数。
另外，在上述的实施方式中，对将发夹线圈状的集合扁线加工品100整体通过热固性树脂的加热而一体化的示例进行了说明，但本发明并不限于此。例如，如图10所示，也可以仅将发夹线圈的一部分通过热固性树脂的加热而一体化。图10示出根据本发明的集合扁线加工品的制造方法的扁平形状化步骤以及一体化步骤中使用的成形模具(30A以及30B)以及制造的集合扁线加工品100D的构成例。如图10(A)所示，准备分体模具，在扁平形状化步骤(步骤S3)中，在将集合线100a弯曲成U字型而成形后，将线圈的直线部的一部分设置在下方的模具30A的四边形截面的槽30a中。然后，利用具有能够嵌合于槽30a的凸部30b的上方的模具20B从上方压入加压，将集合线100a扁平形状化。然后，通过HI方式分别集中加热模具(30A以及30B)，使其部分固化。由此，如图10(B)所示，形成集合扁线加工品100D。该集合平角线加工品100D的直线部D1被平角形状化且一体化，而弯曲部分(线圈端部)D2未被平角形状化、一体化，在一个发夹线圈内同时存在固化部分和自由部分(未固化部分)。因此，在后续步骤中，例如线圈的末端通过熔接或焊接与母线等进行连接加工，或者线圈的弯曲部分D2作为线圈端部进行回拉处理，因此根据情况不加热固化时的后续操作的操作效率高。
另外，在上述的实施方式中，对漆包线是在绝缘膜的表面具有由热固性树脂构成的热熔接膜的自熔接线的示例进行了说明，但本发明并不限于此。例如，在使用不具有热熔接膜的漆包线的情况下，也可以在一体化步骤中在集合线的多个线材的间隙填充热固性树脂或热塑性树脂并进行加热。
本发明不限于上述的实施方式，在不脱离权利要求书中记载的发明的主旨的范围内的各种设计变更的方式包含在技术范围内。
工业可用性
本发明特别可以用于制造需要弯曲成诸如车载电机用发夹线圈等的复杂形状的集合扁线加工品的目的。
附图标记
10a 线材(单线)
20a、30a 槽
20b、30b 凸部
20A、30A 模具(下方的模具)
20B、30B 模具(上方的模具)
100a、100c、100d、100e集合线
100b扁平形状化的集合线
100、100A、100B、100C、100D 集合扁线加工品
D1 直线部
D2 弯曲部分(线圈端部)
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种集合扁线加工品的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
弯曲成形步骤，所述弯曲成形步骤将由具有绝缘膜的多个线材构成的集合线弯曲成形为预定形状；
扁平形状化步骤，所述扁平形状化步骤将在所述弯曲成形步骤中成形为预定形状的集合线扁平形状化使截面成为扁平形状；和
一体化步骤，所述一体化步骤将在所述扁平形状化步骤中扁平形状化的集合线的至少一部分通过热熔接一体化，
在所述弯曲成形步骤中，将所述集合线设置在具有四边形截面的槽的一侧的模具的所述槽中并弯曲成形为预定形状，在所述扁平形状化步骤中，用具有能够嵌合在所述槽中的凸部的另一侧的模具加压使所述集合线扁平形状化，并且在保持该状态下在所述一体化步骤中加热并一体化。
2.(删除)
3.(修改后)根据权利要求1所述的集合扁线加工品的制造方法，其特征在于，所述集合线是将具有绝缘膜的多个截面形状为圆形的圆线捻合而成的绞合线，并且是具有进一步覆盖所述绝缘膜周围的熔接膜的自熔接线。
4.根据权利要求3所述的集合扁线加工品的制造方法，其特征在于，所述绞合线的捻距是150mm以上。
5.(修改后)根据权利要求1、3以及4中任一项所述的集合扁线加工品的制造方法，其特征在于，所述方法还包括集合线形成步骤，所述集合线形成步骤形成集合具有绝缘膜的多个线材而成的集合线。
Claims (5)
1.一种集合扁线加工品的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
弯曲成形步骤，所述弯曲成形步骤将由具有绝缘膜的多个线材构成的集合线弯曲成形为预定形状；
扁平形状化步骤，所述扁平形状化步骤将在所述弯曲成形步骤中成形为预定形状的集合线扁平形状化使截面成为扁平形状；和
一体化步骤，所述一体化步骤将在所述扁平形状化步骤中扁平形状化的集合线的至少一部分通过热熔接一体化。
2.根据权利要求1所述的集合扁线加工品的制造方法，其特征在于，在所述弯曲成形步骤中，将所述集合线设置在具有四边形截面的槽的一侧的模具的所述槽中并弯曲成形为预定形状，在所述扁平形状化步骤中，用具有能够嵌合在所述槽中的凸部的另一侧的模具加压使所述集合线扁平形状化，并且在保持该状态下在所述一体化步骤中加热并一体化。
3.根据权利要求1或2所述的集合扁线加工品的制造方法，其特征在于，所述集合线是将具有绝缘膜的多个截面形状为圆形的圆线捻合而成的绞合线，并且是具有进一步覆盖所述绝缘膜周围的熔接膜的自熔接线。
4.根据权利要求3所述的集合扁线加工品的制造方法，其特征在于，所述绞合线的捻距是150mm以上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的集合扁线加工品的制造方法，其特征在于，所述方法还包括集合线形成步骤，所述集合线形成步骤形成集合具有绝缘膜的多个线材而成的集合线。
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